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在三菱GDI直喷式汽油机问世之前，早期的直喷式汽油机为实现分层混合汽燃烧大多采用紧凑的空间布置，即火花塞跳火间隙离燃油锥形油束较近，主要依靠点燃喷射油束外围浓混合汽的“油束引导燃烧”方式。虽然已经证实这种布置形式能够实现稳定的燃烧，但是由于存在难以实现完全燃烧而HC排放高、火花塞容易结焦、稳定燃烧的运行范围受到限制以及高负荷运行工况性能不良等弊病，阻碍了这种混合汽形成和燃烧机理的推广，曾一度使得直喷式汽油机的发展停滞不前。为此，三菱公司首次采用喷油器与火花塞远距离布置型式(图67)，燃油喷束不是紧靠着而是远离火花塞，向活塞顶面喷射，并在撞击到活塞顶球形燃烧室凹坑后在滚流的带动下再转向火花塞，使得喷油终了与火花点火之间的时间间隔较长，足以促进燃油的蒸发，并实现与周围空气的有效混合，因此早期直喷式汽油机因液体燃油或火花塞周围过浓混合汽所引起的那些问题得以解决。控制油气混合的基本要素是，油束或气态混合汽在油束撞击的活塞顶凹坑壁面上的转向。与用涡流控制油气混合的方法不同，这种方法几乎不受发动机转速的影响，这就保证了在宽广的转速范围内都能获得满足要求的油气混合。
⑵ 当负荷超过50%时，即使在无节流运行的情况下，分层燃烧也会像柴油机燃烧一样生成碳烟，因此这时就应及时地转换到早喷油模式，形成预混合化学计量比均质混合汽，这样就能获得与进气道喷射一样的燃烧特性，即高动力性能，无碳烟，并能通过传统的三元催化转化器充分地降低NOx排放。在该区域的绝大多数负荷下，发动机均以化学计量比均质混合汽运行，但在全负荷时则以略浓的均质混合汽运行，以充分发挥汽油机高升功率的优势；而在这个区域的低负荷区段，为了进一步改善燃油经济性，发动机以空燃比为20～25的稀均质混合汽运行。
三菱GDI直喷式汽油机为了有效而稳定地实现上述混合汽形成和燃烧过程的控制策略应用了以下的新技术(图68和表3)：
⑴ 直立式进气道产生强烈的反向滚流，即旋转方向与传统的卧式(水平)进气道产生的滚流方向相反的滚流；
⑵ 活塞顶小型球形燃烧室凹坑；
⑶ 高压燃油泵和电控旋流式电磁喷油器。
3．主要技术
3.1．直立式进气道
如图69所示，进气道喷射汽油机采用的是传统的水平进气道，而GDI直喷式汽油机采用的是从汽缸盖顶部进气的具有独特形状的直立式进气道(图65b)。在进气行程中吸入的空气通过直立式进气道被强制沿同侧的汽缸壁面向下流动，形成与传统进气道汽油机反向的旋转气流，这样缸内气流就能将喷射的燃油束和燃油蒸汽输送到位于汽缸中央的火花塞周围，这是GDI直喷式汽油机成功的关键。
